传感器实验

传感器实验

实验十四差动变压器性能

一、实验目的：

了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。二、实

验原理：

差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。其原理及输出特性见图（9）

图（9）

三、实验所需部件：

差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。四、实验步骤：

1．按图（10）接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV 端功率输出，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv ／格。

2．音频振荡器输出频率5KHZ ，输出值V P －P 2V 。

3．用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变

两个次级线圈的串接端。

示波器

图（10）

4．旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级输出电压V P －P 值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。

5．仔细调节测微头使次级线圈的输出波形至不能再小，这就是零点残余电压。可以

看出它与输入电压的相位差约为π／2，是基频分量。

6．根据表格所列结果，画出Vop-p －X 曲线，指出线性工作范围。

五、注意事项：

示波器第二通道为悬浮工作状态。

实验二十激励频率对电感传感器的影响

一、实验目的：

说明在不同的激励频率影响下差动螺管式电感传感器的不同特性。二、实验所需部件：

图（15）

三、实验步骤：

1．按图（15）接线，音频振荡器置5KHZ ，幅值居中，差动放大器增益适度。 2．装上测微头，调整衔铁处于线圈中间位置，调节电桥使系统输出为最小。 3．旋动测微头，

移动衔铁，每隔1mm 从示波器读出V P-P 值，填入表格

4．改变音频振荡器频率，并重新调好零位，重复2－3步骤，将结果填入下表。

5．根据所测数据在同一坐标上做出V －X 曲线，计算灵敏度，并做出灵敏度与频率

的关系曲线。

由此可以看出，差动螺管式电感传感器的灵敏度与频率特性密切相关，在某一个特定

频率时，传感器最为灵敏，在其两边，灵敏度都有所下降，故测试系统中应选用这个激励

频率。

实验二十一热电式传感器――热电偶

一、实验目的：

观察了解热电偶的结构，熟悉热电偶的工作特性，学会查阅热电偶分度表。二、实

验原理：

热电偶的基本工作原理是热电效应，当其热端和冷端的温度不同时，即产生热电动势。通过测量此电动势即可知道两端温差。如固定某一端温度（一般固定冷端为室温或0℃），则另一端的温度就可知，从而实现温度的测量。CSY 系列实验仪中热电偶为铜一康铜（T

分度）和镍铬-镍硅（K 分度）。三、实验所需部件：

热电偶、加热器、差动放大器、电压表、温度计（自备）四、实验步骤：

1．打开电源，差动放大器增益放100倍，调节调零电位器，使差放输出为零。

2．差动放大器双端输入接入热电偶，打开加热开关，迅速将差动放大器输出调零。

3．随加热器温度上升，观察差动放大器的输出电压的变化，待加热温度不再上升时（达到相对的热稳定状态），记录电压表读数。

4．本仪器上热电偶是由两支铜－康铜热电偶串接而成，（CSY 10B 型实验仪为一支K 分度热电偶），热电偶的冷端温度为室温，放大器的增益为100倍，计算热电势时均应考

虑进去。用温度计读出热电偶参考端所处的室温t 1。 E （t , to） = E （t , t 1） + E （t 1 , to）实际电动势测量所得电势温度修止电动势

式中E 为热电偶的电动势，t 为热电偶热端温度，to 为热电偶参考端温度为0℃，t 1为热电偶参考端所处的温度。查阅铜－康铜热电偶分度表，求出加热端温度t 。

5.CSY 10B 型实验仪的K 分度热电偶如插入数字式温度表端口，则直接显示℃温度值。

五、注意事项：

因为仪器中差动放大器放大倍数≈100倍，所以用差动放大器放大后的热电势并非十

分精确，因此查表所得到的热端温度也为近似值。 K 分度热电偶

铜―康热电偶分度（自由端温度0℃）

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实验二十四光纤位移传感器――位移测量

一、实验原理：

反射式光纤位移传感器的工作原理如图（16）所示，光纤采用Y 型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，在传感系统中，一支为接收光纤，另一支为光源光纤，光纤只

起传输信号的作用。当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经

接收光纤至光电转换器，光电元件将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于

反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到位置量。

输出电压（V ）

位移 mm

二、实验所需部件：

光纤、光电转换器、光电变换器、低频振荡器、示波器、电压表、支架、反射片、测

微头。三、实验步骤：

1．观察光纤结构：本仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一半

为光源光纤，一半为接收光纤。

2．将原装在电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下，装上光纤探头，探头对准镀铬反

射片（即电涡流片）。

3．振动台上装上测微头，开启电源，光电变换器Vo 端接电压表。旋动测微头，带动振动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面（必要时可稍许调整探头角度），此时Vo 输出